双量子点中的微波诱导制冷：实现千毫开尔文温度以减少自旋量子比特周围的热噪声
介观与纳米尺度物理
2024-10-29 v4 量子物理
摘要
以栅栏定义的量子点 (QD) 中的自旋量子比特因其可扩展性和较长的相干时间而日益成为领先技术。然而，维持这些量子比特处于超低温度通常需要复杂的 cryogenic 系统。本文提出一种新颖的栅栏定义双量子点 (DQD) 制冷系统，其中 DQD 充当制冷剂以降低计算量子比特周围的局部声子环境。制冷过程分为两个 distinct 阶段：第一阶段涉及微波诱导的状态去势化结合快速的循环调谐，将 DQD 的人口转移到基态，从而有效降低 DQD 的温度。第二阶段，冷却后的 DQD 与共振的声子相互作用并吸收这些声子，从而过滤掉贡献于自旋-晶格松弛的声子。本研究聚焦于第一阶段，提供详细的计算和数值结果，表明在 bath 温度为 1 K 时，能够实现 DQD 局部温度低于 10 mK 的可行性。分析了制冷性能对调谐能量、磁场强度和非偶然返回时间敏感性，同时第二阶段的声子过滤将需进一步研究。
引用
@article{arxiv.2408.12024,
title = {Microwave-Induced Cooling in Double Quantum Dots: Achieving Millikelvin Temperatures to Reduce Thermal Noise around Spin Qubits},
author = {Daryoosh Vashaee and Jahanfar Abouie},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.12024},
year = {2024}
}